IT202100006257A1 - WATER RESISTANT MEMS PUSHBUTTON DEVICE, PACKAGE HOUSING THE PUSHBUTTON DEVICE AND PUSHBUTTON DEVICE MANUFACTURING METHOD - Google Patents

WATER RESISTANT MEMS PUSHBUTTON DEVICE, PACKAGE HOUSING THE PUSHBUTTON DEVICE AND PUSHBUTTON DEVICE MANUFACTURING METHOD Download PDF

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IT202100006257A1
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deformable
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forming
external force
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Enri Duqi
Gabriele Gattere
Carlo Valzasina
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St Microelectronics Srl
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Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

del brevetto per invenzione industriale dal titolo: of the patent for industrial invention entitled:

?DISPOSITIVO A PULSANTE MEMS RESISTENTE ALL'ACQUA, PACKAGE ALLOGGIANTE IL DISPOSITIVO A PULSANTE E METODO DI FABBRICAZIONE DEL DISPOSITIVO A PULSANTE? ?WATER RESISTANT MEMS PUSHBUTTON DEVICE, PACKAGE HOUSING THE PUSHBUTTON DEVICE AND PUSHBUTTON DEVICE MANUFACTURING METHOD?

La presente invenzione ? relativa ad un dispositivo a pulsante, ad un involucro, o package, alloggiante il dispositivo a pulsante e ad un metodo di fabbricazione del dispositivo a pulsante. In particolare, il dispositivo a pulsante ? realizzato in tecnologia MEMS (?MicroElectroMechanical Systems?) ed ? resistente all?acqua. Specificamente, nel seguito si fa riferimento ad un pulsante, azionabile da un utente per generare un segnale elettrico utilizzato da un apparecchio elettronico per il suo funzionamento. The present invention ? relating to a push button device, a case, or package, housing the push button device and a method of manufacturing the push button device. In particular, the button device ? made in MEMS technology (?MicroElectroMechanical Systems?) and ? waterproof. Specifically, reference is made below to a button, which can be operated by a user to generate an electrical signal used by an electronic device for its operation.

Come ? noto, dispositivi di ingresso, quali tasti, pulsanti od interruttori per apparecchi elettronici portatili, quali smartphones e smartwatches, sono tipicamente elementi tattili fisici che consentono all?utente di fornire segnali all?apparecchio elettronico portatile. Ad esempio, la pressione di un pulsante di uno smartphone consente ad un utente di riattivarne lo schermo quando in stand-by. As ? As known, input devices, such as keys, buttons or switches for portable electronic devices, such as smartphones and smartwatches, are typically physical tactile elements which allow the user to provide signals to the portable electronic device. For example, pressing a button on a smartphone allows a user to wake up the screen when in standby.

Dispositivi di ingresso di tipo noto comprendono sensori di deformazione (?strain?), i quali sfruttano differenti principi fisici per rilevare il comando impresso dell?utente; ad esempio, sensori di deformazione di tipo noto sono i sensori piezoresistivi, i quali rilevano un comando dell?utente tramite una variazione di resistenza provocata dall?applicazione di una forza esterna (ad esempio, la pressione del pulsante) sul dispositivo di ingresso stesso. Known input devices comprise strain sensors (?strain?), which exploit different physical principles to detect the command given by the user; for example, strain sensors of known type are piezoresistive sensors, which detect a user command through a resistance variation caused by the application of an external force (for example, pressing the button) on the input device itself.

Attualmente, ? sempre pi? desiderato che i dispositivi di ingresso siano impermeabili a fluidi, tipicamente acqua, per evitare che l?apparecchio elettronico portatile si guasti a causa di infiltrazioni di fluido o per consentire l'uso dell'apparecchio in acqua, ad esempio durante la pratica di sport acquatici. Currently, ? more and more Desired that the input devices be impermeable to fluids, typically water, to prevent failure of the portable electronic device due to fluid infiltration or to allow the device to be used in water, such as during water sports .

A tale scopo, attualmente i dispositivi di ingresso impermeabili sono dotati di elementi di sigillatura, ad esempio guarnizioni ad anello (?O-ring?), integrati nell?assemblaggio degli apparecchi elettronici portatili, i quali consentono di prevenire l?entrata dell?acqua all?interno dell'apparecchio elettronico portatile. For this purpose, currently waterproof entry devices are equipped with sealing elements, such as O-rings, integrated into the assembly of portable electronic devices, which help prevent the entry of water inside the portable electronic device.

Un esempio di un dispositivo di ingresso comprendente una guarnizione ad anello ? descritto nel brevetto statunitense US 2015/0092345 A1. An example of an input device including an o-ring ? disclosed in US patent US 2015/0092345 A1 .

Un ulteriore esempio di dispositivo di ingresso di tipo noto ? descritto nel brevetto statunitense US 2016/0225551 A1, il quale descrive un apparecchio elettronico portatile comprendente un pulsante fisico come dispositivo di ingresso. Qui, il pulsante comprende un cappuccio, mobile in un alloggiamento (?enclosure?) dell'apparecchio elettronico portatile, un elemento flessibile, accoppiato al cappuccio, ed un sensore di sforzo, accoppiato all'elemento flessibile. In uso, una forza esterna (ad esempio, dovuta alla pressione del dito dell?utente sul cappuccio) deflette l?elemento flessibile, generando un corrispondente stress nel sensore di sforzo, il quale genera un segnale elettrico e lo fornisce ad un elemento di elaborazione. Tale soluzione tuttavia non garantisce una completa impermeabilizzazione del tasto ed inoltre non ? completamente soddisfacente. Another example of a known type of input device? described in US patent US 2016/0225551 A1 , which describes a portable electronic device including a physical button as an input device. Here, the button comprises a cap, movable in an enclosure of the portable electronic device, a flex member, coupled to the cap, and a strain sensor, coupled to the flex member. In use, an external force (for example, due to the user?s finger pressing on the cap) deflects the flex element, generating a corresponding stress in the strain sensor, which generates an electrical signal and delivers it to a processing element . However, this solution does not guarantee complete waterproofing of the button and also does not ? completely satisfactory.

Infatti, nei dispositivi di ingresso per apparecchi portatili ? desiderato che essi presentino una corsa predefinita e un?ermeticit? durevole nel tempo, nonch? dimensioni ridotte. Indeed, in the input devices for portable devices ? desired that they present a predefined stroke and a? hermeticity? durable over time, as well as small size.

Tuttavia, la crescente tendenza alla miniaturizzazione degli apparecchi elettronici portatili ? spesso incompatibile con gli attuali assemblaggi ?waterproof? dei dispositivi di ingresso; ad esempio, le attuali guarnizioni ad anello hanno dimensioni non trascurabili, che possono interferire con il requisito di miniaturizzazione. Al fine di conciliare ermeticit? e dimensioni ridotte, gli attuali dispositivi di ingresso noti per apparecchi elettronici portatili risultano complessi sia da fabbricare sia da assemblare. However, the growing trend towards miniaturization of portable electronic devices? often incompatible with current ?waterproof? of the input devices; for example, current O-rings have non-negligible dimensions, which can interfere with the miniaturization requirement. In order to reconcile airtightness? and small size, the currently known input devices for portable electronic devices are complex both to manufacture and to assemble.

In aggiunta, gli attuali elementi di sigillatura sono soggetti ad usura, ad esempio a causa di ripetute sollecitazioni del dispositivo di ingresso, nonch? ad invecchiamento, con riduzione delle capacit? di ermetizzazione degli elementi di sigillatura. In addition, the current sealing elements are subject to wear, for example due to repeated stresses of the input device, as well as? to aging, with reduction of the capacity? sealing of the sealing elements.

Inoltre, i dispositivi di ingresso di tipo noto hanno solitamente consumi di potenza elevati, i quali possono ridurre sensibilmente la durata della batteria dell'apparecchio elettronico portatile. Furthermore, the input devices of the known type usually have high power consumptions, which can significantly reduce the life of the battery of the portable electronic device.

Scopo della presente invenzione ? risolvere gli inconvenienti della tecnica nota. Purpose of the present invention? solve the drawbacks of the prior art.

Secondo la presente invenzione vengono realizzati un dispositivo a pulsante, un involucro alloggiante il dispositivo a pulsante e un metodo di fabbricazione del dispositivo a pulsante, come definiti nelle rivendicazioni allegate. According to the present invention, a push-button device, a casing housing the push-button device and a manufacturing method of the push-button device, as defined in the attached claims, are provided.

Per una migliore comprensione della presente invenzione, ne vengono ora descritte forme di realizzazione, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali: For a better understanding of the present invention, embodiments thereof are now described, purely by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings, in which:

- la figura 1 mostra, in sezione trasversale, una struttura a pulsante MEMS, secondo un aspetto della presente invenzione; figure 1 shows, in cross section, a MEMS button structure, according to one aspect of the present invention;

- la figura 2 mostra, in vista in pianta, la struttura a pulsante MEMS di figura 1; - figure 2 shows, in plan view, the MEMS button structure of figure 1;

- la figura 3 mostra, in sezione trasversale, la struttura a pulsante MEMS di figura 1, accoppiata ad un corpo di un dispositivo esterno, secondo un aspetto della presente invenzione; figure 3 shows, in cross section, the MEMS button structure of figure 1, coupled to a body of an external device, according to an aspect of the present invention;

- le figure 4-10 mostrano fasi di un procedimento di fabbricazione della struttura MEMS delle figure 1 e 2; - figures 4-10 show steps of a manufacturing process of the MEMS structure of figures 1 and 2;

- la figura 11 mostra in forma schematica un package entro il quale sono alloggiati la struttura a pulsante MEMS delle figure 1 e 2 e un controllore ASIC; figure 11 schematically shows a package in which the MEMS button structure of figures 1 and 2 and an ASIC controller are housed;

- la figura 12 mostra in forma schematica la struttura a pulsante MEMS delle figure 1 e 2 alloggiata su una scheda flessibile. - figure 12 shows in schematic form the MEMS button structure of figures 1 and 2 housed on a flexible board.

La figura 1 mostra, in vista in sezione laterale in un sistema di coordinate cartesiano di assi X, Y, Z, una forma di realizzazione di una struttura MEMS 50 atta ad essere utilizzata come pulsante. La figura 2 mostra, in vista superiore sul piano XY, la struttura MEMS 50. Figure 1 shows, in side sectional view in a Cartesian coordinate system of X, Y, Z axes, an embodiment of a MEMS structure 50 suitable for being used as a button. Figure 2 shows, in top view on the XY plane, the MEMS structure 50.

Con riferimento ad entrambe le figure 1 e 2, la struttura MEMS 50 comprende: una struttura fissa 1, includente una cornice di supporto 2, qui esemplificativamente di forma quadrangolare chiusa; ed una struttura mobile 6 disposta internamente alla (ovvero, completamente circondato dalla) cornice di supporto 2. La struttura mobile 6 ? in parte meccanicamente accoppiata alla cornice di supporto 2 mediante almeno una regione di sostegno 14 avente forma a ?trave? o ?trampolino? (?cantilever?), che protrude da una porzione della struttura mobile 6. With reference to both figures 1 and 2, the MEMS structure 50 comprises: a fixed structure 1, including a support frame 2, here by way of example of a closed quadrangular shape; and a movable structure 6 arranged inside the (that is, completely surrounded by) the support frame 2. The movable structure 6 ? partly mechanically coupled to the support frame 2 by at least one support region 14 having the shape of a ?beam? or ?trampoline? (?cantilever?), which protrudes from a portion of the mobile structure 6.

La cornice di supporto 2 ha uno spessore, misurato lungo l?asse Z, compreso tra 50 e 500 ?m. The support frame 2 has a thickness, measured along the Z axis, of between 50 and 500 µm.

La struttura mobile 6 include: un pilastro (o pistone) 4, libero di muoversi, sotto l?azione di una forza che agisce su esso, lungo l?asse Z (a questo fine, il pilastro 4 non ? direttamente vincolato alla cornice di supporto 2); un anello 8, di forma esemplificativamente quadrangolare, disposto internamente alla cornice di supporto 1 e circondante a sua volta il pilastro 4 (l?anello 8 include la regione di sostegno 14); ed una prima e una seconda regione di rilevamento 10, 12 strutturalmente connesse all?anello 8 (in particolare, che si estendono in continuit? strutturale dell?anello 8) e altres? accoppiate al pilastro 4. The mobile structure 6 includes: a pillar (or piston) 4, free to move, under the action of a force acting on it, along the Z axis (for this purpose, the pillar 4 is not directly constrained to the frame of support 2); a ring 8, by way of example quadrangular in shape, arranged inside the support frame 1 and in turn surrounding the pillar 4 (the ring 8 includes the support region 14); and a first and a second detection region 10, 12 structurally connected to the ring 8 (in particular, which extend in structural continuity of the ring 8) and likewise? coupled to pillar 4.

Come apparir? evidente dalla presente descrizione, l?elemento (denominato ?anello?) indicato con il numero di riferimento 8 pu? avere forma aperta e, in generale, diversa da quella di un anello). Ad esempio, pu? avere forma aperta su un lato (es., privo del lato opposto a quello accoppiato alla cornice di supporto 2); oppure pu? essere privo di un lato, ad esempio con forma a ?U?. Nel seguito, ci si riferir? comunque ad un ?anello? 8 senza per questo perdere di generalit?. How will it look? evident from the present description, the element (called ?ring?) indicated with the reference number 8 can? have an open shape and, in general, different from that of a ring). For example, can have an open shape on one side (e.g., without the side opposite to the one coupled to the support frame 2); or can? be devoid of a side, for example with a ?U? shape. In the following, we will refer anyway to a ?ring? 8 without losing generality.

Ciascuna prima e la seconda regione di rilevamento 10, 12 ? meccanicamente accoppiata al pilastro 4 mediante rispettivi ancoraggi 16, 18, qui in particolare realizzati come una rispettiva coppia di bracci di supporto 16 e 18. I bracci di supporto 16 si estendono a partire dal pilastro 4 verso la prima regione di rilevamento 10. Analogamente, i bracci di supporto 18 si estendono a partire dal pilastro 4 verso la seconda regione di rilevamento 12. Each first and second sensing region 10, 12 ? mechanically coupled to the pillar 4 by means of respective anchorages 16, 18, here in particular realized as a respective pair of support arms 16 and 18. The support arms 16 extend starting from the pillar 4 towards the first detection region 10. Similarly, the support arms 18 extend from the pillar 4 towards the second detection region 12.

Le dimensioni dei bracci di supporto 16, 18 sono scelte, come meglio illustrato nel seguito, in modo tale per cui essi hanno una rigidezza (intesa come capacit? di opporsi alla deformazione quando viene applicata una forza lungo la direzione dell?asse Z) inferiore alla rigidezza dell?anello 8 e della regione di sostegno 14. In particolare, i bracci di supporto 16, 18 hanno uno spessore, lungo l?asse Z, inferiore allo spessore della regione di sostegno 14 lungo l?asse Z. Secondo una forma di realizzazione, lo spessore di ciascun braccio di supporto 16, 18 ? compreso tra 5 e 50 ?m, mentre lo spessore dell?anello 8 e della regione di sostegno 14 ? compreso tra 50 e 500 ?m. The dimensions of the support arms 16, 18 are chosen, as better illustrated below, in such a way that they have a lower stiffness (understood as the ability to oppose deformation when a force is applied along the direction of the Z axis). to the stiffness of the ring 8 and of the support region 14. In particular, the support arms 16, 18 have a thickness, along the Z axis, lower than the thickness of the support region 14 along the Z axis. According to a form of construction, the thickness of each support arm 16, 18 ? between 5 and 50 ?m, while the thickness of the ring 8 and of the support region 14 ? between 50 and 500 ?m.

La prima e la seconda regione di rilevamento 10, 12 si estendono internamente all?anello 8, e protrudono verso il pilastro 4 in corrispondenza di lati opposti del pilastro 4. In altre parole, la prima e la seconda regione di rilevamento 10, 12 sono disposte tra un rispettivo lato dell?anello 8 e il pilastro 4. The first and second sensing regions 10, 12 extend internally to the ring 8, and protrude toward the pillar 4 at opposite sides of the pillar 4. In other words, the first and second sensing regions 10, 12 are arranged between a respective side of the ring 8 and the pillar 4.

La prima regione di rilevamento 10 include una porzione strutturale 10a su cui si estende un primo elemento sensibile (?sensing element?) 21, qui in particolare una pila (?stack?) piezoelettrica che ? parte di un trasduttore piezoelettrico. La seconda regione di rilevamento 12 include una rispettiva porzione strutturale 12a su cui si estende un secondo elemento sensibile 23, qui in particolare una pila (?stack?) piezoelettrica che ? parte di un trasduttore piezoelettrico. The first sensing region 10 includes a structural portion 10a over which extends a first sensing element 21, here in particular a piezoelectric stack which ? part of a piezoelectric transducer. The second sensing region 12 includes a respective structural portion 12a over which extends a second sensing element 23, here in particular a piezoelectric cell (?stack?) which ? part of a piezoelectric transducer.

Come visibile dalla sezione di figura 1, l?anello 8 ha uno spessore, lungo l?asse Z, maggiore dello spessore della prima e della seconda regione di rilevamento 10, 12, in modo tale da risultare pi? rigido alla deformazione rispetto alla prima e alla seconda regione di rilevamento 10, 12. In particolare, la prima e alla seconda regione di rilevamento 10, 12 hanno lo stesso spessore (lungo l?asse Z) dei bracci di supporto 16, 18. As can be seen from the section of figure 1, the ring 8 has a thickness, along the Z axis, greater than the thickness of the first and second sensing regions 10, 12, so as to result more? rigid to deformation with respect to the first and second sensing regions 10, 12. In particular, the first and second sensing regions 10, 12 have the same thickness (along the Z axis) as the support arms 16, 18.

La cornice di supporto 2 ed il pilastro 4 sono inferiormente accoppiati (in particolare, incollati) ad un supporto inferiore 26, quale un nastro biadesivo, atto a consentire un maneggiamento della struttura MEMS 50 e per formare una interfaccia per un ulteriore accoppiamento verso un package o altro substrato o corpo. In particolare, il supporto inferiore 26 ? un nastro per l?incollaggio di piastrine o DAF (?Die Attach Tape?). Alternativamente al nastro biadesivo 26 ? possibile utilizzare un substrato di materiale semiconduttore quale silicio, o materiale plastico, o metallico quale acciaio, o altro supporto ancora avente forma e materiale scelti secondo necessit?. In questo caso, l?accoppiamento tra la cornice di supporto 2 / pilastro 4 e un tale substrato pu? avvenire mediante colla, nastro adesivo, o altra tecnica di bonding. Il supporto inferiore 26 ? opzionale, in quanto un corrispondente supporto potrebbe essere previsto e presente in corrispondenza del corpo al quale la struttura MEMS 50 viene accoppiata. The support frame 2 and the pillar 4 are coupled below (in particular, glued) to a lower support 26, such as a double-sided tape, able to allow handling of the MEMS structure 50 and to form an interface for a further coupling towards a package or other substrate or body. In particular, the lower support 26 ? a tape for gluing plates or DAF (?Die Attach Tape?). As an alternative to double-sided tape 26 ? It is possible to use a substrate of semiconductor material such as silicon, or plastic or metallic material such as steel, or another support having a shape and material chosen according to need. In this case, the coupling between the support frame 2 / pillar 4 and such a substrate can be done by glue, tape, or other bonding technique. The lower support 26 ? optional, as a corresponding support could be provided and present in correspondence with the body to which the MEMS structure 50 is coupled.

Un cappuccio (?cap?) protettivo 24 si estende al di sopra della cornice di supporto 2, ed ? fisicamente accoppiato alla cornice di supporto 2 lungo una regione anulare 27 che circonda completamente la struttura mobile 6, in modo da delimitare una cavit? interna 28; la regione anulare 27 ? ad esempio realizzata mediante ?glass frit?, o altra tecnica atta a garantire un isolamento fluidico della cavit? interna 28 rispetto ad un ambiente esterno ad essa (ovvero garantire che acqua o altro fluido non raggiunga la cavit? interna 28). Il cappuccio protettivo 24 si estende a distanza, lungo l?asse Z, dalla struttura mobile 6 e dal pilastro 4. Tale distanza ? ad esempio compresa tra 1 e 50 ?m. A protective cap 24 extends above the support frame 2, and ? physically coupled to the support frame 2 along an annular region 27 which completely surrounds the mobile structure 6, so as to delimit a cavity internal 28; the annular region 27 ? for example, made using ?glass frit?, or other technique capable of guaranteeing fluidic insulation of the cavity? cavity 28 with respect to an environment external to it (ie ensuring that water or other fluid does not reach the internal cavity 28). The protective cap 24 extends at a distance, along the Z axis, from the mobile structure 6 and from the pillar 4. This distance is for example between 1 and 50 ?m.

Durante l?uso, una forza pressoria F viene esercitata in corrispondenza del supporto inferiore 26, lungo l?asse Z (come indicato dalla freccia 30 in figura 1). During use, a pressure force F is exerted in correspondence with the lower support 26, along the axis Z (as indicated by the arrow 30 in figure 1).

Tale forza F causa una deflessione del supporto inferiore 26 che, di conseguenza, spinge verso l?alto (ovvero, lungo l?asse Z, in avvicinamento verso il cappuccio protettivo 24) il pilastro 4. Quando la forza viene rilasciata, il pilastro 4 ritorna nella posizione di partenza. Il pilastro 4 opera dunque similmente ad un pistone, muovendosi lungo Z. Spostandosi verso il cappuccio 24, il pilastro 4 causa una corrispondente deflessione dei bracci di supporto 16 e 18 ad esso accoppiati i quali, di conseguenza, generano una corrispondente deflessione della prima e della seconda regione di rilevamento 10, 12. Tuttavia, poich? la prima e la seconda regione di rilevamento 10, 12 sono vincolate all?anello 8 in corrispondenza del loro lato opposto a quello a cui sono accoppiati i bracci 16, 18, esse subiscono uno ?strain? di trazione, di tipo assiale. La deformazione assiale della prima e della seconda regione di rilevamento 10, 12 lungo l?asse X ? conseguenza dello spostamento del pilastro 4. This force F causes a deflection of the lower support 26 which consequently pushes the pillar 4 upwards (that is, along the axis Z, towards the protective cap 24). When the force is released, the pillar 4 returns to the starting position. The pillar 4 therefore operates similarly to a piston, moving along Z. Moving towards the cap 24, the pillar 4 causes a corresponding deflection of the support arms 16 and 18 coupled to it which, consequently, generate a corresponding deflection of the first and of the second detection region 10, 12. However, since? the first and second sensing regions 10, 12 are constrained to the ring 8 at their side opposite to that to which the arms 16, 18 are coupled, they undergo a ?strain? traction, axial type. The axial strain of the first and second sensing regions 10, 12 along the X axis? consequence of the displacement of pillar 4.

Data la maggior rigidezza dell?anello 8 e della regione di sostegno 14 rispetto a quella dei bracci di supporto 16, 18 e delle regioni di rilevamento 10, 12, la deformazione a cui sono soggetti i bracci di supporto 16, 18 e le regioni di rilevamento 10, 12 ? maggiore di quella a cui ? soggetto l?anello 8 (che, ai fini della presente invenzione, si pu? definire trascurabile). Given the greater stiffness of the ring 8 and of the support region 14 with respect to that of the support arms 16, 18 and of the detection regions 10, 12, the deformation to which the support arms 16, 18 and the support regions are subjected detection 10, 12 ? greater than that to which ? subject ring 8 (which, for the purposes of the present invention, can be defined as negligible).

La deformazione, o stress tensile, a cui sono soggette le regioni di rilevamento 10, 12, ed in particolare gli elementi piezoelettrici 21, 23, ? funzione della (in particolare proporzionale alla) forza F applicata. L?entit? della forza F pu? quindi essere rilevata in funzione della conseguente deformazione degli elementi piezoelettrici 21, 23 e corrispondente variazione di segnale elettrico generato dagli stessi in risposta a tale deformazione, secondo il noto principio piezoelettrico. La figura 2 mostra, in una forma di realizzazione esemplificativa, piste conduttive 31, 32 che collegano ciascun elemento piezoelettrico 21, 23 a rispettive piazzole 33, 34, contattabili per prelevare il segnale elettrico generato, in uso dagli elementi piezoelettrici 21, 23, in modo di per s? noto. The deformation, or tensile stress, to which the sensing regions 10, 12, and in particular the piezoelectric elements 21, 23, ? function of (in particular proportional to) the applied force F. The entity? of the force F can? then be detected as a function of the consequent deformation of the piezoelectric elements 21, 23 and corresponding variation of the electric signal generated by them in response to this deformation, according to the known piezoelectric principle. Figure 2 shows, in an exemplary embodiment, conductive tracks 31, 32 which connect each piezoelectric element 21, 23 to respective pads 33, 34, which can be contacted to pick up the electrical signal generated, in use by the piezoelectric elements 21, 23, in way by itself known.

La struttura MEMS 50 ? configurata per essere accoppiata, attraverso il supporto inferiore 26, ad un alloggiamento di un dispositivo che comprende, o integra, ed utilizza la struttura MEMS 50. La figura 3 illustra la struttura MEMS 50 di figura 1 accoppiata ad un corpo 40, ad esempio una porzione di una cassa di uno smartwatch, o il ?case? di uno smartphone. La forza F ?, in questo caso, applicata sul corpo 40 che, deflettendosi, trasferisce tale forza al supporto inferiore 26 e quindi al pilastro 4. Il corpo 40 ? ad esempio di alluminio, con spessore maggiore in corrispondenza della cornice di supporto 2 della struttura MEMS 50 rispetto alla porzione in corrispondenza della quale si estende il pilastro 4. La forza F viene applicata laddove lo spessore del corpo 40 ? minore, cos? da concentrare la deflessione in corrispondenza del pilastro 4. Ad esempio, il corpo 40 ha spessore pari o maggiore di 500 ?m in corrispondenza della cornice di supporto 2 e pari a 100 ?m in corrispondenza del pilastro 4. The MEMS 50 structure? configured to be coupled, through the lower support 26, to a housing of a device which includes, or integrates, and uses the MEMS structure 50. Figure 3 illustrates the MEMS structure 50 of figure 1 coupled to a body 40, for example a portion of a smartwatch case, or the ?case? of a smartphone. The force F is, in this case, applied to the body 40 which, by deflecting, transfers this force to the lower support 26 and therefore to the pillar 4. The body 40 ? for example of aluminium, with greater thickness in correspondence with the support frame 2 of the MEMS structure 50 with respect to the portion in correspondence with which the pillar 4 extends. The force F is applied where the thickness of the body 40 ? minor, what? to concentrate the deflection in correspondence with the pillar 4. For example, the body 40 has a thickness equal to or greater than 500 ?m in correspondence with the support frame 2 and equal to 100 ?m in correspondence with the pillar 4.

Risulta evidente che, modulando opportunamente lo spessore e la rigidezza del corpo 40, ? possibile modulare la sensibilit? della struttura MEMS 50. It is clear that, by suitably modulating the thickness and stiffness of the body 40, is it possible to modulate the sensitivity? of the MEMS 50 structure.

In generale, la presente invenzione trova uso in contesti applicativi in cui le forze da rilevare sono comprese tra 0.5 e 50 N. In general, the present invention finds use in application contexts in which the forces to be detected are between 0.5 and 50 N.

Viene ora descritto, con riferimento alle figure 4-10, un procedimento di fabbricazione della struttura MEMS 50 delle figure 1 e 2. With reference to figures 4-10, a method for manufacturing the MEMS structure 50 of figures 1 and 2 is now described.

Con riferimento alla figura 4, viene disposta una fetta (?wafer?) includente un substrato 100 di silicio, avente un lato fronte 100a e un lato retro 100b, opposti tra loro lungo l?asse Z. Il substrato 100 ha spessore, lungo Z, compreso tra 300 e 800 ?m. Mediante fasi di ossidazione termica, vengono formati uno strato di ossido frontale 102 ed uno strato di ossido di retro 104, rispettivamente sul lato fronte 100a e sul lato retro 100b. La fase di ossidazione termica pu? essere sostituita da una fase di deposizione di ossido, esclusivamente in corrispondenza del lato retro 100b. Risulta evidente che l?utilizzo del silicio per il substrato 100 e dell?ossido di silicio per gli strati 102 e 104 ? esemplificativo di una forma di realizzazione, altri materiali tipicamente utilizzati nell?industria dei semiconduttori possono essere utilizzati. Come sar? evidente dalla descrizione che segue, lo strato di ossido di retro 104 ha la funzione di maschera di attacco per proteggere porzioni selettive del substrato 100; in generale, dunque, il materiale scelto per lo strato 104 ? tale per cui il substrato 100 possa essere attaccato e rimosso selettivamente rispetto allo strato 104. With reference to Figure 4, a wafer including a silicon substrate 100 is arranged, having a front side 100a and a back side 100b, opposite each other along the Z axis. The substrate 100 has thickness, along Z , between 300 and 800 ?m. By thermal oxidation steps, a front oxide layer 102 and a back oxide layer 104 are formed on the front side 100a and back side 100b, respectively. The thermal oxidation phase can be replaced by an oxide deposition step, exclusively at the rear side 100b. It is evident that the use of silicon for the substrate 100 and of silicon oxide for the layers 102 and 104 is As an example of an embodiment, other materials typically used in the semiconductor industry may be used. How will it be? evident from the following description, the back oxide layer 104 has the function of an etch mask to protect selective portions of the substrate 100; in general, therefore, the material chosen for layer 104 ? such that the substrate 100 can be selectively attached and removed with respect to the layer 104.

Quindi, figura 5A, lo strato di ossido di retro 104 viene sagomato per formare una maschera 106. Lo strato di ossido frontale viene completamente rimosso. Come osservabile in figura 5B, la maschera 106 ha forma ed estensione pari alla forma ed estensione progettate per l?anello 8, la regione di sostegno 14, ed il pilastro 4. La figura 5A ? una vista lungo la linea di sezione V-V di figura 5B. Then, Fig. 5A , the back oxide layer 104 is shaped to form a mask 106. The front oxide layer is completely removed. As can be seen in figure 5B, the mask 106 has a shape and extension equal to the shape and extension designed for the ring 8, the support region 14, and the pillar 4. Figure 5A is a view along section line V-V of figure 5B .

Si procede quindi con una fase di crescita di uno strato epitassiale 108 in corrispondenza del lato retro 10b del substrato 100, seppellendo la maschera 106. Lo strato epitassiale 108 ha uno spessore, lungo Z, compreso tra 5 e 50 ?m, ad esempio pari a circa 10 ?m. Lo strato epitassiale 108 viene quindi sottoposto ad un processo di planarizzazione, ad esempio mediate tecnica CMP (Chemical Mechanical Polishing), al fine di planarizzare e/o levigare la superficie dello stesso. Risulta evidente che lo strato 108 pu? essere formato secondo una tecnica diversa dall?epitassia e pertanto la dicitura di ?strato epitassiale? ? qui utilizzata come meramente esemplificativa di una possibile forma di realizzazione. One then proceeds with a step of growth of an epitaxial layer 108 in correspondence with the back side 10b of the substrate 100, burying the mask 106. The epitaxial layer 108 has a thickness, along Z, between 5 and 50 µm, for example equal at about 10 ?m. The epitaxial layer 108 is then subjected to a planarization process, for example by means of the CMP (Chemical Mechanical Polishing) technique, in order to planarize and/or smooth its surface. It is clear that the layer 108 can? be formed according to a technique other than epitaxy and therefore the wording of ?epitaxial layer? ? used herein as merely an example of a possible embodiment.

Con riferimento alla figura 6A (che ? una vista lungo la linea di sezione VI-VI della figura 6B), viene lavorato il fronte della fetta. A questo fine, viene formata una maschera 110, ad esempio di ossido di silicio (o, in generale, di un materiale che pu? essere rimosso selettivamente rispetto al materiale del substrato 100) sul lato fronte 100a del substrato 100. Prima della formazione della maschera 110, il substrato 100 pu? essere opzionalmente lavorato in modo da ridurne lo spessore, ad esempio per raggiungere uno spessore finale, lungo Z, compreso tra 50 e 500 ?m (ovvero, sostanzialmente come la cornice di supporto 2), ad esempio pari a circa 500 ?m. La figura 6B illustra, in vista sul piano XY, la maschera 110. La maschera 110 ha un perimetro, sul piano XY, corrispondente al perimetro della maschera 106, e protegge sia l?area in cui verr? formato l?anello 6 che l?area internamente delimitata dall?anello 6, ad eccezione delle regioni in cui verranno formati i bracci di supporto 16 e 18 (queste regioni sono lasciate esposte, come si osserva dalla figura 6B). With reference to figure 6A (which is a view along the section line VI-VI of figure 6B), the front of the wafer is worked. To this end, a mask 110, for example of silicon oxide (or, in general, of a material which can be removed selectively with respect to the material of the substrate 100) is formed on the front side 100a of the substrate 100. Prior to forming the mask 110, the substrate 100 can? optionally be machined so as to reduce its thickness, for example to reach a final thickness along Z of between 50 and 500 ?m (that is, substantially like the support frame 2), for example equal to about 500 ?m. Figure 6B illustrates, in XY plane view, the mask 110. The mask 110 has a perimeter, in the XY plane, corresponding to the perimeter of the mask 106, and protects both the area in which it will come? formed the ring 6 and the area internally delimited by the ring 6, with the exception of the regions in which the support arms 16 and 18 will be formed (these regions are left exposed, as can be seen from figure 6B).

Si esegue una fase di formazione di uno strato epitassiale 112 sul lato fronte 100a, seppellendo la maschera 110. Lo strato epitassiale 112 ha uno spessore, lungo Z, compreso tra 5 e 50 ?m, ad esempio pari a 7.5?m. Risulta evidente che lo strato 112 pu? essere formato secondo una tecnica diversa dall?epitassia e pertanto la dicitura di ?strato epitassiale? ? qui utilizzata come meramente esemplificativa di una possibile forma di realizzazione. A step of forming an epitaxial layer 112 is performed on the front side 100a, burying the mask 110. The epitaxial layer 112 has a thickness, along Z, of between 5 and 50 ?m, for example equal to 7.5?m. It is clear that the layer 112 can? be formed according to a technique other than epitaxy and therefore the wording of ?epitaxial layer? ? used herein as merely an example of a possible embodiment.

Vengono quindi formati gli elementi sensibili 21 e 23. Come detto, gli elementi sensibili 21 e 23 sono in particolare degli elementi piezoelettrici, ciascuno includente una pila (?stack?) formata da uno strato piezoelettrico (ad esempio nitruro di alluminio, AlN) interposto tra un elettrodo di fondo ed un elettrodo superiore, in modo di per s? noto. Con riferimento alle figure 7A-7D, vengono illustrate fasi di fabbricazione di uno stack piezoelettrico 115 sullo strato epitassiale 112, illustrato limitatamente alla porzione della fetta coinvolta. The sensitive elements 21 and 23 are then formed. As mentioned, the sensitive elements 21 and 23 are in particular piezoelectric elements, each including a pile (?stack?) formed by an interposed piezoelectric layer (for example aluminum nitride, AlN) between a bottom electrode and an upper electrode, in a way by itself? known. With reference to Figures 7A-7D, manufacturing steps of a piezoelectric stack 115 on the epitaxial layer 112 are illustrated, illustrated limited to the portion of the wafer involved.

Le fasi di fabbricazione dello stack piezoelettrico 115 includono dunque una fase di formazione dell?elettrodo di fondo 117, ad esempio depositando uno strato di molibdeno con spessore di circa 200nm; una fase di formazione dello strato piezoelettrico 118, ad esempio depositando AlN sullo strato di elettrodo di fondo con spessore pari a circa 1 ?m; ed una fase di formazione dell?elettrodo superiore 119, ad esempio depositando uno strato di molibdeno con spessore di circa 200nm sullo strato piezoelettrico. Lo stack 115 cos? formato viene quindi sagomato, figura 7B, per definire la forma desiderata degli elementi sensibili 21, 23, in particolare secondo quanto gi? descritto con riferimento alle figure 1 e 2. In figura 7C, lo stack piezoelettrico sagomato viene quindi protetto mediante uno strato di passivazione 120. Inoltre, uno strato di maschera rigida 121 (es., TEOS) viene formato sulla fetta, al di sopra dello strato epitassiale 112 e degli elementi sensibili 21, 23. The manufacturing steps of the piezoelectric stack 115 therefore include a step of forming the bottom electrode 117, for example by depositing a layer of molybdenum with a thickness of about 200nm; a step for forming the piezoelectric layer 118, for example by depositing AlN on the bottom electrode layer with a thickness of about 1 µm; and a step for forming the upper electrode 119, for example by depositing a layer of molybdenum with a thickness of about 200nm on the piezoelectric layer. The 115 stack cos? format is then shaped, figure 7B, to define the desired shape of the sensitive elements 21, 23, in particular according to what has already been described with reference to Figures 1 and 2 . In Figure 7C , the shaped piezoelectric stack is then protected by a passivation layer 120. Additionally, a hard mask layer 121 (e.g., TEOS) is formed on the wafer, on top of the epitaxial layer 112 and sensitive elements 21, 23.

Vengono inoltre formati, attraverso lo strato di passivazione 120 e lo strato di maschera rigida 121, contatti elettrici 122, 123 atti a contattare elettricamente rispettivamente gli elettrodi superiore e di fondo 119, 117. Vengono altres? formate le piste conduttive 31, 32 sullo strato di maschera rigida 121, ad esempio contestualmente alla formazione dei contatti elettrici 122, 123, elettricamente accoppiate ai contatti elettrici 122, 123. Furthermore, electrical contacts 122, 123 are formed between the passivation layer 120 and the rigid mask layer 121, suitable for electrically contacting respectively the upper and lower electrodes 119, 117. the conductive tracks 31, 32 are formed on the rigid mask layer 121, for example simultaneously with the formation of the electrical contacts 122, 123, electrically coupled to the electrical contacts 122, 123.

Con riferimento alla figura 8, viene disposto al di sopra dello strato epitassiale 112 il cappuccio protettivo 24. Il cappuccio protettivo 24 pu? essere fabbricato sagomando una ulteriore fetta a semiconduttore, ed eseguendo una fase di bonding fetta-a-fetta, in modo da accoppiare il cappuccio protettivo 24 sullo strato di maschera rigida 121 (mediante formazione della regione anulare 27 descritta con riferimento alla figura 1). With reference to figure 8, the protective cap 24 is arranged above the epitaxial layer 112. The protective cap 24 can be manufactured by shaping a further semiconductor wafer, and performing a wafer-to-slice bonding step, so as to couple the protective cap 24 on the rigid mask layer 121 (by forming the annular region 27 described with reference to figure 1).

Quindi, figura 9, si procede con una fase di litografia e attacco per rimuovere porzioni selettive degli strati epitassiali 108, 112 e del substrato 100 non protetti dalle maschere 106 e 110. In particolare, si forma una maschera di fotoresist 130 sullo strato epitassiale 108, in modo da proteggere le regioni destinate a formare la cornice di supporto 2 e lasciare esposte all?attacco le regioni destinate a formare la struttura mobile 6 (ad eccezione della regione destinata a formare il pilastro 4, anch?essa protetta dalla maschera 130). Then, figure 9, one proceeds with a lithography and etching step to remove selective portions of the epitaxial layers 108, 112 and of the substrate 100 not protected by the masks 106 and 110. In particular, a photoresist mask 130 is formed on the epitaxial layer 108 , so as to protect the regions intended to form the support frame 2 and leave the regions intended to form the mobile structure 6 exposed to attack (with the exception of the region intended to form the pillar 4, which is also protected by the mask 130) .

Si esegue quindi un attacco dal retro della fetta per rimuovere il materiale (qui, silicio) esposto attraverso la maschera di fotoresist 130. L?attacco ? qui di tipo anisotropo, e procede rimuovendo lungo la direzione dell?asse Z porzioni selettive degli strati epitassiali 108, 112 e del substrato 100, fermandosi in corrispondenza delle maschere 106 e 110, e procedendo invece con la rimozione completa, lungo la direzione di attacco (asse Z) degli strati epitassiali 108, 112 e del substrato 100 laddove non protetti dalle maschere 106 e 110. Se necessario, viene eseguito un ulteriore attacco per rimuovere eventuali ulteriori materiali presenti sullo strato epitassiale 112 a seguito delle precedenti fasi di fabbricazione. Vengono cos? definite la cornice di supporto 2 e la struttura mobile 6 (quest?ultima, separata dalla cornice di supporto 2 lungo l?intero perimetro a seguito della precedente fase di attacco, ad eccezione della porzione di supporto 14). An etching is then performed from the back of the wafer to remove material (here, silicon) exposed through the photoresist mask 130. The etching is done. here of the anisotropic type, and proceeds by removing along the direction of the Z axis selective portions of the epitaxial layers 108, 112 and of the substrate 100, stopping at the masks 106 and 110, and instead proceeding with the complete removal, along the etching direction (Z axis) of the epitaxial layers 108, 112 and the substrate 100 where not protected by the masks 106 and 110. If necessary, a further etching is performed to remove any additional materials present on the epitaxial layer 112 following the previous manufacturing steps. They come like this define the support frame 2 and the mobile structure 6 (the latter, separated from the support frame 2 along the entire perimeter following the previous attachment step, with the exception of the support portion 14).

Con riferimento alla figura 10, le maschere 110 e 106 vengono rimosse mediante attacco umido (?wet?), ad eccezione di una porzione della maschera 106 sepolta nello strato epitassiale 108 in corrispondenza del pilastro 4. La presenza di questa porzione di maschera non comporta alcuno svantaggio in termini di funzionamento della struttura MEMS 50. With reference to Figure 10, the masks 110 and 106 are removed by wet etching, with the exception of a portion of the mask 106 buried in the epitaxial layer 108 at the pillar 4. The presence of this portion of the mask does not imply no disadvantage in terms of operation of the MEMS structure 50.

Si procede quindi con la fase (opzionale) di accoppiamento del supporto inferiore 26 sullo strato epitassiale 108, ottenendo la struttura MEMS 50 di figura 1. We then proceed with the (optional) step of coupling the lower support 26 to the epitaxial layer 108, obtaining the MEMS structure 50 of figure 1.

La figura 11 illustra in forma schematica un package, o altro involucro, 200 entro il quale sono alloggiati la struttura MEMS 50 e un controllore, o ASIC, 201. La struttura MEMS 50 ? accoppiata, mediante il supporto inferiore 26, ad un lato del package 200 in corrispondenza del quale agisce la forza F. L?ASIC 201 ? accoppiato allo stesso lato del package 200 attraverso una scheda a circuito stampato 205. Figure 11 illustrates in schematic form a package, or other enclosure, 200 within which the MEMS structure 50 and a controller, or ASIC, 201 are housed. The MEMS structure 50 is housed. coupled, by means of the lower support 26, to a side of the package 200 at which the force F acts. The ASIC 201 ? coupled to the same side of the package 200 through a printed circuit board 205.

La connessione elettrica tra la struttura MEMS 50 e l?ASIC 201 pu? essere implementata, internamente al package 200, mediante fili conduttivi (?wire bonding?) 203, ed ulteriori sfere conduttive 204 possono essere presenti per accoppiare fisicamente ed elettricamente lati opposti del package, cos? da realizzare un collegamento elettrico verso il lato superiore del package, opposto al lato in corrispondenza del quale ? disposta la struttura MEMS 50. L?interno del package 200 pu? inoltre essere riempito mediante una resina 206, secondo la tecnica nota come ?injection molding?. The electrical connection between the MEMS structure 50 and the ASIC 201 can be implemented, internally to the package 200, by wire bonding 203, and additional conductive spheres 204 may be present to physically and electrically bond opposite sides of the package, so to make an electrical connection to the top side of the package, opposite the side at which ? the MEMS structure 50 is arranged. The inside of the package 200 can? it can also be filled with a resin 206, according to the technique known as "injection moulding".

Altre forme di packaging possono essere previste, tra cui, ad esempio, il montaggio della struttura MEMS 50 su una scheda flessibile 210, in corrispondenza del lato della struttura MEMS 50 opposto a quello che presenta il supporto inferiore 26, come illustrato in figura 12. In questo modo, le connessioni elettriche con le piazzole conduttive 33, 34 possono essere realizzate per mezzo di sfere conduttive 212accoppiate alla scheda flessibile e il supporto inferiore 26 pu? essere meccanicamente accoppiato ad un corpo (es., il corpo 40 di figura 3) che, in uso, riceve la forza F. Other forms of packaging can be envisaged, including, for example, the mounting of the MEMS structure 50 on a flexible board 210, in correspondence with the side of the MEMS structure 50 opposite to the one presenting the lower support 26, as illustrated in figure 12. In this way, the electrical connections with the conductive pads 33, 34 can be made by means of conductive balls 212 coupled to the flex board and the lower support 26 can be connected to the conductive pads. be mechanically coupled to a body (e.g., the body 40 of Figure 3) which, in use, receives the force F.

Il trovato ed il relativo processo di fabbricazione qui descritti hanno diversi vantaggi. The invention and the related manufacturing process described herein have various advantages.

Ad esempio, la struttura MEMS descritta ? impermeabile all'acqua o altri liquidi, senza quindi dover predisporre di elementi di sigillatura (ad esempio, O-ring) atti ad isolarlo dall'ambiente esterno. Inoltre, tale struttura ? completamente alloggiabile in un package o altro involucro non accessibile dall'esterno, migliorando ulteriormente l?impermeabilit?. For example, the MEMS structure described ? impermeable to water or other liquids, therefore without having to prepare sealing elements (for example, O-rings) capable of isolating it from the external environment. Furthermore, this structure fully houseable in a package or other enclosure that is not accessible from the outside, further improving waterproofing.

La struttura MEMS descritta ha misure complessive ridotte e quindi pu? essere impiegata anche in dispositivi elettronici di dimensioni ridotte, quale uno smartwatch o uno smartphone. The described MEMS structure has reduced overall dimensions and therefore can? also be used in small electronic devices, such as a smartwatch or a smartphone.

In aggiunta, il principio di rilevamento della forza consente di avere una buona linearit? nella risposta, nonch? accuratezza nella determinazione della forza esterna applicata. Inoltre, il principio di rilevamento della forza utilizzato del consente di avere un buon rendimento (?yield?). In addition, the force sensing principle allows for good linearity? in the answer, as well as? accuracy in determining the applied external force. Furthermore, the used force sensing principle of the allows for a good performance (?yield?).

Inoltre, la struttura MEMS descritta pu? essere fabbricata usando tecniche o fasi comuni nella fabbricazione dei dispositivi MEMS, quindi a costi contenuti e sfruttando gli strumenti di fabbricazione gi? in essere in molti impianti di lavorazione dei semiconduttori. Furthermore, the described MEMS structure can be fabricated using techniques or steps common in the fabrication of MEMS devices, therefore at low cost and exploiting the fabrication tools already? existing in many semiconductor processing plants.

Risulta infine chiaro che a quanto qui descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti, senza uscire dall?ambito protettivo della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate. Finally, it is clear that modifications and variations can be made to what is described and illustrated herein, without departing from the protective scope of the present invention, as defined in the attached claims.

Claims (21)

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo a pulsante (50) comprendente:1. Push button device (50) comprising: - una struttura di supporto (2) fissa;- a fixed support structure (2); - una struttura mobile (6), lateralmente circondata a distanza da detta struttura di supporto (2), fisicamente accoppiata alla struttura di supporto (2) tramite una protrusione (14), e configurata per deformarsi almeno in parte sotto l'azione di una forza esterna (F); e- a movable structure (6), laterally surrounded at a distance from said support structure (2), physically coupled to the support structure (2) through a protrusion (14), and configured to deform at least partially under the action of a external force (F); And - un cappuccio (24), accoppiato mediante una regione a tenuta di fluido (27) alla struttura di supporto (2), la regione a tenuta di fluido (27) circondando, in vista in pianta, detta struttura mobile (6),- a cap (24), coupled by means of a fluid-tight region (27) to the support structure (2), the fluid-tight region (27) surrounding, in plan view, said movable structure (6), in cui la struttura mobile (6) include:wherein the mobile structure (6) includes: una struttura sospesa (8), avente una prima rigidezza, includente un primo lato accoppiato alla struttura di supporto (2) tramite detta protrusione (14) e almeno un secondo ed un terzo lato estendentisi dal primo lato in continuit? strutturale dello stesso;a suspended structure (8), having a first stiffness, including a first side coupled to the support structure (2) through said protrusion (14) and at least one second and one third side extending from the first side in continuity? structural of the same; un elemento a pistone (4) configurato per traslare, sotto l'azione di una forza esterna (F), lungo una direzione parallela a detta forza esterna (F);a piston element (4) configured to translate, under the action of an external force (F), along a direction parallel to said external force (F); almeno un primo e un secondo elemento deformabile (10a, 12a) estendentisi in continuit? strutturale della struttura sospesa (8) a partire, rispettivamente, dal secondo e dal terzo lato verso l?elemento a pistone (4), ed aventi una seconda rigidezza inferiore alla prima rigidezza;at least a first and a second deformable element (10a, 12a) extending in continuity? structure of the suspended structure (8) starting, respectively, from the second and third sides towards the piston element (4), and having a second stiffness lower than the first stiffness; un primo ancoraggio (16), avente la seconda rigidezza, accoppiato tra l?elemento a pistone (4) e il primo elemento deformabile (10a);a first anchor (16), having the second stiffness, coupled between the piston element (4) and the first deformable element (10a); un secondo ancoraggio (18), avente la seconda rigidezza, accoppiato tra l?elemento a pistone (4) e il secondo elemento deformabile (12a);a second anchorage (18), having the second stiffness, coupled between the piston element (4) and the second deformable element (12a); un primo elemento sensibile (21) accoppiato al primo elemento deformabile (10a), configurato per rilevare una deformazione del primo elemento sensibile (21) e generare un segnale indicativo di detta deformazione del primo elemento sensibile (21); ea first sensitive element (21) coupled to the first deformable element (10a), configured to detect a deformation of the first sensitive element (21) and generate a signal indicative of said deformation of the first sensitive element (21); And un secondo elemento sensibile (23) accoppiato al secondo elemento deformabile (12a), configurato per rilevare una deformazione del secondo elemento sensibile (23) e generare un rispettivo segnale indicativo di detta deformazione del secondo elemento sensibile (23).a second sensitive element (23) coupled to the second deformable element (12a), configured to detect a deformation of the second sensitive element (23) and generate a respective signal indicative of said deformation of the second sensitive element (23). 2. Dispositivo a pulsante secondo la rivendicazione 1, in cui l?elemento a pistone (4), il primo e il secondo elemento deformabile (10a, 12a), ed il primo ed il secondo elemento di ancoraggio (16, 18) sono tra loro reciprocamente connessi in modo tale per cui, quando la forza esterna (F) agisce sull?elemento a pistone (4), il primo ed il secondo elemento di ancoraggio (16, 18) trasferiscono detta forza esterna (F) al primo e rispettivamente al secondo elemento deformabile (10a, 12a), cosicch? il primo e il secondo elemento deformabile (10a, 12a) sono soggetti ad una deformazione assiale rilevabile da detti primo e secondo elemento sensibile (21, 23).2. Push-button device according to claim 1, wherein the piston element (4), the first and second deformable elements (10a, 12a), and the first and second anchor elements (16, 18) are among mutually connected in such a way that, when the external force (F) acts on the piston element (4), the first and second anchor elements (16, 18) transfer said external force (F) to the first and respectively to the second deformable element (10a, 12a), so that? the first and second deformable element (10a, 12a) are subjected to an axial deformation which can be detected by said first and second sensitive elements (21, 23). 3. Dispositivo a pulsante secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il primo ancoraggio (16) comprende una prima coppia di bracci, ed il secondo ancoraggio (18) comprende una seconda coppia di bracci.The push button device according to claim 1 or 2, wherein the first anchor (16) comprises a first pair of arms, and the second anchor (18) comprises a second pair of arms. 4. Dispositivo a pulsante secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta struttura sospesa (8) ha uno spessore maggiore dello spessore del primo e del secondo elemento deformabile (10a, 12a) e del primo e del secondo elemento di ancoraggio (16, 18).4. Push-button device according to any one of the preceding claims, wherein said suspended structure (8) has a thickness greater than the thickness of the first and second deformable elements (10a, 12a) and of the first and second anchoring elements (16, 18). 5. Dispositivo a pulsante secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la struttura sospesa (8) ? accoppiata alla struttura di supporto (2) esclusivamente mediante una trave estendentesi a partire dal primo lato della struttura di supporto (2), detta trave avendo la prima rigidezza.5. Push-button device according to any one of the preceding claims, wherein the suspended structure (8) is coupled to the support structure (2) exclusively by means of a beam extending from the first side of the support structure (2), said beam having the first stiffness. 6. Dispositivo a pulsante secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il secondo ed il terzo lato della struttura sospesa (8) sono lateralmente affacciati a lati opposti dell?elemento a pistone (4).6. Push-button device according to any one of the preceding claims, wherein the second and third sides of the suspended structure (8) laterally face opposite sides of the piston element (4). 7. Dispositivo a pulsante secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il primo ed il secondo elemento sensibile sono trasduttori piezoelettrici.7. Push-button device according to any one of the preceding claims, wherein the first and second sensing elements are piezoelectric transducers. 8. Dispositivo a pulsante secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre un cappuccio (24) fissato a tenuta stagna alla struttura di supporto (2) e circondante completamente, in vista in pianta, la struttura mobile (6).8. Push-button device according to any one of the preceding claims, further comprising a cap (24) fixed in a watertight manner to the support structure (2) and completely surrounding, in plan view, the movable structure (6). 9. Dispositivo a pulsante secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre piste conduttive estendentisi tra il primo e, rispettivamente, il secondo elemento sensibile (23) e rispettivi pad di contatto elettrico.The push-button device according to any one of the preceding claims, further comprising conductive tracks extending between the first and, respectively, the second sensitive element (23) and respective electric contact pads. 10. Dispositivo a pulsante secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre un elemento portante (26; 40) fissato alla struttura di supporto (2) e all?elemento a pistone (4) in corrispondenza della porzione dell?elemento a pistone (4) configurata per ricevere detta forza esterna (F).10. Push-button device according to any one of the preceding claims, further comprising a bearing element (26; 40) fixed to the support structure (2) and to the piston element (4) at the portion of the piston element (4 ) configured to receive said external force (F). 11. Dispositivo a pulsante secondo la rivendicazione 10, in cui detto elemento portante (26) ? un nastro biadesivo, quale ad esempio un ?Die Attach Film?, DAF.The pushbutton device according to claim 10, wherein said carrier (26) is a double-sided tape, such as for example a ?Die Attach Film?, DAF. 12. Dispositivo a pulsante secondo la rivendicazione 10, in cui detto elemento portante (40) ha un primo spessore in corrispondenza della struttura di supporto (2) ed un secondo spessore inferiore al primo spessore in corrispondenza dell?elemento a pistone (4), in modo tale da essere deformabile da detta forza esterna (F) esclusivamente in corrispondenza dell?elemento a pistone (4).12. Push-button device according to claim 10, wherein said bearing element (40) has a first thickness in correspondence with the support structure (2) and a second thickness lower than the first thickness in correspondence with the piston element (4), in such a way as to be deformable by said external force (F) exclusively in correspondence with the piston element (4). 13. Involucro (200) avente una cavit? interna ed una porzione deformabile delimitante un lato della cavit? interna e destinata a ricevere, in uso, detta forza esterna (F),13. Enclosure (200) having a cavity internal and a deformable portion delimiting one side of the cavity? internal and intended to receive, in use, said external force (F), in cui detta cavit? interna alloggia:in which said cavity? internal houses: - un dispositivo a pulsante (50) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-11, accoppiato a detta porzione deformabile;- a button device (50) according to any one of claims 1-11, coupled to said deformable portion; - un dispositivo di controllo, o un ASIC, (201) operativamente accoppiato al dispositivo a pulsante; e- a control device, or an ASIC, (201) operably coupled to the push button device; And - uno strato di riempimento (206), che copre completamente detto dispositivo a pulsante (50) e detto dispositivo di controllo, o un ASIC, (201).- a filling layer (206), which completely covers said button device (50) and said control device, or an ASIC, (201). 14. Metodo di fabbricazione di un dispositivo a pulsante (50), comprendente le fasi di:14. Method of manufacturing a button device (50), comprising the steps of: - formare una struttura di supporto (2) fissa;- forming a fixed support structure (2); - formare una struttura mobile (6), lateralmente circondata a distanza da detta struttura di supporto (2) e configurata per deformarsi almeno in parte sotto l'azione di una forza esterna (F);- forming a movable structure (6), laterally surrounded at a distance from said support structure (2) and configured to deform at least partially under the action of an external force (F); formare una protrusione (14) dalla struttura mobile (6) verso la struttura di supporto (2), che accoppia fisicamente la struttura mobile (6) alla struttura di supporto (2); e - accoppiare un cappuccio (24), mediante una regione a tenuta di fluido (27), alla struttura di supporto (2), la regione a tenuta di fluido (27) circondando, in vista in pianta, detta struttura mobile (6),forming a protrusion (14) from the movable structure (6) towards the support structure (2), which physically couples the movable structure (6) to the support structure (2); and - coupling a cap (24), by means of a fluid-tight region (27), to the support structure (2), the fluid-tight region (27) surrounding, in plan view, said movable structure (6) , in cui la fase di formare la struttura mobile (6) include le fasi di:wherein the step of forming the mobile structure (6) includes the steps of: formare una struttura sospesa (8), avente una prima rigidezza, includente un primo lato accoppiato alla struttura di supporto (2) tramite detta protrusione (14) ed almeno un secondo ed un terzo lato estendentisi dal primo lato in continuit? strutturale dello stesso;form a suspended structure (8), having a first stiffness, including a first side coupled to the support structure (2) through said protrusion (14) and at least one second and one third side extending from the first side in continuity structural of the same; formare un elemento a pistone (4) configurato per traslare, sotto l'azione di una forza esterna (F), lungo una direzione parallela a detta forza esterna (F);forming a piston element (4) configured to translate, under the action of an external force (F), along a direction parallel to said external force (F); formare almeno un primo e un secondo elemento deformabile (10a, 12a) estendentisi in continuit? strutturale della struttura sospesa (8) a partire, rispettivamente, dal secondo e dal terzo lato verso l?elemento a pistone (4), ed aventi una seconda rigidezza inferiore alla prima rigidezza;form at least a first and a second deformable element (10a, 12a) extending in continuity? structure of the suspended structure (8) starting, respectively, from the second and third sides towards the piston element (4), and having a second stiffness lower than the first stiffness; formare un primo ancoraggio (16), avente la seconda rigidezza, accoppiato tra l?elemento a pistone (4) e il primo elemento deformabile (10a);forming a first anchor (16), having the second stiffness, coupled between the piston element (4) and the first deformable element (10a); formare un secondo ancoraggio (18), avente la seconda rigidezza, accoppiato tra l?elemento a pistone (4) e il secondo elemento deformabile (12a);forming a second anchorage (18), having the second stiffness, coupled between the piston element (4) and the second deformable element (12a); formare un primo elemento sensibile (21) sul primo elemento deformabile (10a), configurato per rilevare una deformazione del primo elemento sensibile (21) e generare un segnale indicativo di detta deformazione del primo elemento sensibile (21); eforming a first sensitive element (21) on the first deformable element (10a), configured to detect a deformation of the first sensitive element (21) and generate a signal indicative of said deformation of the first sensitive element (21); And formare un secondo elemento sensibile (23) sul secondo elemento deformabile (12a), configurato per rilevare una deformazione del secondo elemento sensibile (23) e generare un rispettivo segnale indicativo di detta deformazione del secondo elemento sensibile (23).forming a second sensitive element (23) on the second deformable element (12a), configured to detect a deformation of the second sensitive element (23) and generate a respective signal indicative of said deformation of the second sensitive element (23). 15. Metodo secondo la rivendicazione 14, in cui l?elemento a pistone (4), il primo e il secondo elemento deformabile (10a, 12a), ed il primo ed il secondo elemento di ancoraggio (16, 18) sono tra loro reciprocamente connessi in modo tale per cui, quando la forza esterna (F) agisce sull?elemento a pistone (4), il primo ed il secondo elemento di ancoraggio (16, 18) trasferiscono detta forza esterna (F) al primo e rispettivamente al secondo elemento deformabile (10a, 12a), cosicch? il primo e il secondo elemento deformabile (10a, 12a) sono soggetti ad una deformazione assiale rilevabile da detti primo e secondo elemento sensibile (21, 23).15. Method according to claim 14, wherein the piston element (4), the first and second deformable elements (10a, 12a), and the first and second anchor elements (16, 18) are mutually connected in such a way that, when the external force (F) acts on the piston element (4), the first and second anchor elements (16, 18) transfer said external force (F) to the first and respectively to the second deformable element (10a, 12a), so that? the first and second deformable element (10a, 12a) are subjected to an axial deformation which can be detected by said first and second sensitive elements (21, 23). 16. Metodo secondo la rivendicazione 14 o 15, in cui formare il primo ancoraggio (16) comprende formare una prima coppia di bracci, ed formare il secondo ancoraggio (18) comprende formare una seconda coppia di bracci.The method according to claim 14 or 15, wherein forming the first anchor (16) comprises forming a first pair of arms, and forming the second anchor (18) comprises forming a second pair of arms. 17. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 14-16, in cui detta struttura sospesa (8) ha uno spessore maggiore dello spessore del primo e del secondo elemento deformabile (10a, 12a) e del primo e del secondo elemento di ancoraggio (16, 18).17. Method according to any one of claims 14-16, wherein said suspended structure (8) has a thickness greater than the thickness of the first and second deformable elements (10a, 12a) and of the first and second anchoring elements (16, 18). 18. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui formare il secondo ed il terzo lato della struttura sospesa (8) comprende formare il secondo ed il terzo lato della struttura sospesa (8) lateralmente affacciati a lati opposti dell?elemento a pistone (4).18. A method according to any one of the preceding claims, wherein forming the second and third sides of the suspended structure (8) comprises forming the second and third sides of the suspended structure (8) laterally facing opposite sides of the piston element ( 4). 19. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 14-18, in cui formare il primo ed il secondo elemento sensibile include formare rispettivi trasduttori piezoelettrici.The method according to any one of claims 14-18, wherein forming the first and second sensing elements includes forming respective piezoelectric transducers. 20. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 14-19, comprendente inoltre la fase di fissare alla struttura di supporto (2) a tenuta stagna un cappuccio (24) che circonda completamente, in vista in pianta, la struttura mobile (6).20. Method according to any one of claims 14-19, further comprising the step of fixing to the watertight support structure (2) a cap (24) which completely surrounds, in plan view, the movable structure (6). 21. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 14-20, comprendente inoltre la fase di fissare un elemento portante (26; 40) alla struttura di supporto (2) e all?elemento a pistone (4) in corrispondenza della porzione dell?elemento a pistone (4) configurata per ricevere detta forza esterna (F), detto elemento portante essendo uno tra: un nastro biadesivo, quale ad esempio un ?Die Attach Film?, DAF; un supporto (40) avente un primo spessore in corrispondenza della struttura di supporto (2) ed un secondo spessore inferiore al primo spessore in corrispondenza dell?elemento a pistone (4), in modo tale da essere deformabile da detta forza esterna (F) esclusivamente in corrispondenza dell?elemento a pistone (4). 21. A method according to any one of claims 14-20, further comprising the step of fixing a bearing element (26; 40) to the support structure (2) and to the piston element (4) at the portion of the element to piston (4) configured to receive said external force (F), said bearing element being one of: a double-sided tape, such as for example a "Die Attach Film", DAF; a support (40) having a first thickness in correspondence with the support structure (2) and a second thickness lower than the first thickness in correspondence with the piston element (4), so as to be deformable by said external force (F) exclusively at the piston element (4).
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